JPH0344966A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH0344966A
JPH0344966A JP1180857A JP18085789A JPH0344966A JP H0344966 A JPH0344966 A JP H0344966A JP 1180857 A JP1180857 A JP 1180857A JP 18085789 A JP18085789 A JP 18085789A JP H0344966 A JPH0344966 A JP H0344966A
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original
light
lens array
scanning direction
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忠邦 奈良部
Masahide Hirama
正秀 平間
Yasuo Nakada
康雄 中田
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は複数のラインセンサーを用いて構成される固体
撮像装置に関し、特に原稿と等倍の像をラインセンサー
上に形成する密着型の固体撮像装置に関する。
〔発明の概要］ 本発明は、複数のラインセンサーを用いて構成される固
体撮像装置において、原稿の走査方向を複数の単位に区
切り、その単位毎に、ロッドレンズアレーの各ロッドレ
ンズを屈曲させること、光を走査方向で集束するような
凹レンズ、凸面鏡或いは凸レンズ等を設けること、或い
は透明板を異なる角度で設けること等により、画像デー
タの直線状の読み取りをラインセンサー間のデータの欠
。
落もなく行うものである。
〔従来の技術〕
原稿と等倍の像をラインセンサー上に結像させる密着型
のイメージセンサ−は、縮小光学系のイメージセンサ−
に比較して組立てた場合に小型化が可能である等の点で
、ファクシミリや複写機等に広く用いられている。
ところで、製造上、各ラインセンサーの長手方向のサイ
ズには制限があることから、密着型のイメージセンサ−
では、幅の広い原稿を読み取る目的で、複数のラインセ
ンサーを原稿の走査方向に並べていわゆるマルチチップ
構成にする必要がある。
このような゛マルチチップ構成の固体撮像装置としては
、各ラインセンサーを一直線状に並べるいわゆるインラ
イン型のものや、ラインセンサーを二列に交互に並べる
いわゆる千鳥配列型のものが知られる。また、特開昭６
１−１２６８６１号公報に記載されるように、各ライン
センサーの端部を斜めにして、直線状のラインセンサー
の配列を行う技術も知られる。
（発明が解決しようとする課題〕 ところが、各ラインセンサーを一直線状に並べたインラ
イン型の固体撮像装置では、ラインセンサー同士の継ぎ
目では、ラインセンサーのフォトダイオードが欠落する
ため、その継ぎ目での信号のばらつきが問題となる。
また、いわゆる千鳥配列型の固体撮像装置では、ライン
センサーの継き目がオーバーランプするために、継ぎ目
での問題は生じないが、センサーが二列に亘る分だけ時
間的なずれが生じたり、ズーム等により拡大・縮小を行
う場合の信号処理が複雑化する。
上記公報記載の技術では、センサーが直線状に並ぶこと
になるが、同様に端部の位置精度が問題となり、組立も
容易ではない。
本件出願人は、上述の技術的な課題を解決するための技
術として、先に特願昭６３−４９４３号明細書及び図面
に、光学ブロックにより光路を分けて導出し、直線状の
データを読み取る密着型イメージセンサ−を提案してい
る。
本発明は、光学ブロックにより光路を分ける技術を更に
改善する技術であって、ラインセンサー間の継ぎ目の信
号を確実に読み出し、組立上も便宜な固体撮像装置の提
供を目的とする。
〔！Ｉ題を解決するための手段］ 本発明の固体撮像装置は、原稿の略直線状のデータを読
み取るための構成として、次にそれぞれ説明するような
構成を有している。
その１つは、ロッドレンズアレーを構成するロッドレン
ズが屈曲されたものであって、千鳥状に配される原稿の
走査方向を長平方向とした複数のラインセンサーと、原
稿側では略直線状にロッドレンズの一端部が並び且つセ
ンサー側では上記各ラインセンサーに対応して千鳥状に
ロッドレンズの他端部が並ぶように各ロッドレンズが屈
曲されたロッドレンズアレーを有することを特徴とする
。
上記ロッドレンズアレーのセンサー側の面は、原稿側に
対応した平面であっても良く、ラインセンサーに対応し
た他端部がラインセンサー毎に異なる面を有していても
良い。
また、他の固体撮像装置は、原稿の走査方向に略直線状
にロッドレンズの一端側が配列されるロッドレンズアレ
ーと、上記ロッドレンズの他端側に略直線状に原稿の走
査方向を長手方向として配列される複数のラインセンサ
ーを有し、更に原稿の走査方向を複数の単位に区切り原
稿からの光を各単位毎に該走査方向に集束させる集束手
段を有してなるものであり、その集束手段としては、複
数の凹レンズ、凸面鏡、凸レンズ等が挙げられる。
これら集束手段は、光路上、ロッドレンズアレーの原稿
側若しくはラインセンサー側に設けられる。
また、さらに他の本発明の固体撮像装置は、原稿に一端
が臨むウッドレンズアレーが設けられ、そのロッドレン
ズアレーの他端側には、原稿の走査方向を複数に区切っ
た単位毎に異なる角度で設けられる複数の透明板が設け
られる。異なる角度とは、隣接する単位間で異なってい
れば良い。そして、それら透明板からの光に対応して千
鳥状に配される原稿の走査方向を長平方向とした複数の
ラインセンサーを有していることを特徴とする。
また、他の固体撮像装置は、略直線状に原稿の走査方向
を長平方向として配列される複数のラインセンサーと、
原稿の走査方向を複数の単位に区切り原稿からの光を各
単位毎に該走査方向に集束させるように各ロッドレンズ
が屈曲されるロッドレンズアレーを有することを特徴と
する。
〔作用〕
本発明のそれぞれ固体撮像装置は、原稿の読み取りに関
しては、その走査方向に連続した直線状のデータを読み
取るが、屈曲したロッドレンズや、凹レンズ、凸面鏡、
凸レンズ等の集束手段、或いは透明板等によって、原稿
からの光が単位毎に分割され、直線状或いは千鳥状に並
んだ各ラインセンサーに分割された光が入射する。
ここで、直線状にラインセンサーが配される装置では、
原稿の走査方向での単位毎の分割は、各種の集束手段等
によって、光を走査方向で縮小させて行っており、その
結果、ラインセンサー間に間隔をあけさせることができ
、ラインセンサー同士を端部のデータの欠落無しに配置
できる。
また、千鳥状にラインセンサーが配置される装置では、
原稿の走査方向での単位毎の分割が、屈折したロッドレ
ンズや透明板等により、光を単位毎に異なる方向に振り
分けることで行われ、その結果、ラインセンサーを直線
状に配することなく、直線状のデータの読み取りが可能
となる。
〔実施例〕
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
第１の実施例 本実施例の固体撮像装置は、屈曲したロッドレンズによ
って原稿からの光が振り分けられる例である。
まず、第１図にその構造を分解して示す。本実施例の固
体撮像装置は、原稿ｌに対向するように設けられるロッ
ドレンズアレー２を有し、そのロッドレンズアレー２上
に千鳥状に配置される４つのラインセンサー３．４，５
．６を有している。
ロッドレンズアレー２の基体７は略直方体状の形状を有
し、原稿１の幅に応して原稿の走査方向である図中Ｘ方
向を長手方向としている。その基体７中に設けられてい
る各ロッドレンズ８は、ラインセンサー３〜６のサイズ
に応じた単位長Ｕ、毎に、異なる方向に屈曲した構造を
有している。
第３図及び第４図は、各ロッドレンズ８の屈曲の梯子を
示す断面図である。
第３図に示すように、ラインセンサー３に対応した単位
部分では、ロッドレンズ８は原稿側の底面９で基体７の
両端から等距離ｌＩの略中央部に一端部１１を有し、ロ
ッドレンズ８はそこから図中Ｚ方向に延在され、さらに
図中−Ｙ方向に屈曲されてラインセンサー３側の上面１
０に至り、この上面１０でロッドレンズ８はその他端部
１２が基体７の端より距離１２の位置に偏って咋んでい
る。このように屈曲した形状を有する各ロッドレンズ８
は、その形状に沿って原稿からの光を導き、中心より−
Ｙ側に偏った他端部１２より光を射出する。なお、ライ
ンセンサー５に対応した単位部分でも同様にロッドレン
ズ８が屈曲する。
また、第４図に示すように、ラインセンサー４に対応し
た単位部分では、ロッドレンズ８は原稿側の底面９で基
体７の両端から等距離乏、の略中央部に一端部１１を有
・している、従って、原稿側の底面９では、原稿１の全
幅に亘って一端部１１が略−直線状に並び、しかも単位
長ｕ１毎の切れ目はなく連続的に設けられる。ラインセ
ンサー４に対応した部分の各ロッドレンズ８は、そこか
ら図中Ｚ方向に延在されて、ラインセンサー３の場合と
は反対側の図中Ｙ方向に屈曲される。ロッドレンズ８は
、屈曲されて上面１０でその他端部１２が基体７の端よ
り距Ｍ　ｌｔの位置に偏って臨み、中心よりＹ方向に偏
った他端部１２より原稿からの光を射出する。なお、ラ
インセンサー６に対応した単位部分でも同様にロッドレ
ンズ８が屈曲する。
このようにラインセンサー３に対応した単位部分のロッ
ドレンズ８と、ラインセンサー４に対応した単位部分の
ロッドレンズ８は、それぞれ屈曲される方向が反対方向
となり、その結果、各単位長ｕ１毎に各他端部１２は、
Ｙ方向でΔ（−２〔１，−ｉｔ　））だけずれて上面１
０に臨むことになる。
第２図は平面図である。第２図に示すように、ラインセ
ンサー３〜６は、千鳥状に配列され、各単位長Ｕ、毎に
振り分けられた他端部１２に応じて設けられる。各ライ
ンセンサー３〜６は、Ｙ方向にずれているが、Ｘ方向で
はその端部同士が距離ｔ１だけ重なり合う、このため、
ラインセンサー３〜６の端部のフォトダイオードのない
部分は、Δだけずれて設けられた隣接するラインセンサ
ーのフォトダイオードが補うことになり、継ぎ目部分で
のデータの欠落はない。そして、このように千鳥状に配
列された各ラインセンサー３〜６の受光面で、原稿１の
像が結像され、光電変換により原稿に応じた電気信号が
発生することになる。
このような構造を有する本実施例の固体撮像装置は、原
稿１に対向するロッドレンズアレー２の底面９では、各
ロッドレンズ８が直線状に連続的に並んで設けられ、直
線状の原稿のデータを読み取ることができる。さらに、
屈曲したロッドレンズ８に沿って各単位長ｕｌ毎に光が
分割され、その分割によってロッドレンズアレー２の上
面１０側では千鳥状にラインセンサー３〜６を配列する
ことができ、継ぎ目のデータの欠落なく原稿の読み取り
が行われることになる。
なお、本実施例では、隣接するラインセンサー３〜６の
間のＹ方向の位置のずれをΔとし、交互に原稿ｌからの
光を振り分ける構造としているが、その変形例として光
の分割する方向を２以上の多方向とすることができ、そ
の場合はラインセンサーを多方向に振り分けられた他端
部に応じて配列すれば良い。
第２の実施例 本実施例はロッドレンズアレーが該ロッドレンズアレー
の基体と共に屈曲したロッドレンズのブロックより構成
される例である。
その構成を第５図に示す。第５図に示すように、本実施
例の固体撮像装置は、原稿２１に対向するように、互い
違いに異なる方向に曲げられた４つのブロック２３，２
４，２５．２６からなるロッドレンズアレー２２が設け
られ、そのロッドレンズアレー２２の各ブロック２３〜
２６の各上面２７に対向して各ラインセンサー２９．３
０．３１３２が設けられる。
そのロッドレンズアレー２２の形状は、底面２日が略直
線状に連続的に並んで設けられる４つのブロック２３〜
２６を原稿の走査方向である図中Ｘ方向に並べた形状を
有しており、この底面２８ではロッドレンズの一端部が
Ｘ方向に直線状に並ぶ。この底面２８側の一端部では光
の進行方向は略Ｚ方向である。各ブロック２３〜２６は
それぞれＸ方向に立ち上がりながらもＹ方向又は−Ｙ方
向に徐々に傾く形状とされている。ブロック２３゜２５
は図中−Ｙ方向に傾き、ブロック２４．２６は図中Ｙ方
向に傾いている。各ブロック２３〜２６の内部で、ロッ
ドレンズは各ブロックの傾斜に沿って設けられており、
原稿の走査方向であるＸ方向からみて左・右に振り分け
られた各上面２７の略中心線にロッドレンズの他端部力
呻冨む。この他端部での光の射出方向は、Ｘ方向からそ
れぞれ傾いたものとされる。これらブロック２３〜２６
のＸ方向のサイズは、ラインセンサー２９〜３２のサイ
ズに応したものとされる。また、Ｙ又は−Ｙ方向への傾
きは、ラインセンサー同士が突き当たらない程度であれ
ば良い。
第６図は本実施例の側面図であり、各ブロック２３〜２
６が傾斜して設けられるために、ロッドレンズアレー２
２は、上下逆の大字状の側面を有している。そして、各
ブロック２３〜２６の上面２７に向かってラインセンサ
ー２９〜３２が設けられており、ロッドレンズの他端部
からの光が各ラインセンサー２９〜３２に入射する。
このような構造の本実施例の固体撮像装置は、各ブロッ
ク２３〜２６の底面２８は略直線状に連続して並べられ
るために、図中Ｘ方向での原稿２１をデータの欠落なく
得ることができる。さらに、本実施例の固体撮像装置で
は、その１ライン分の光がブロック２３〜２６の傾きに
応じて振り分けられるため、・ラインセンサーを直線上
に設ける必要がなくなり、継ぎ目部分の組立精度等の問
題は生じない。
なお、ブロック数を４としたが、ブロック数はラインセ
ンサーの数に応じて２以上の整数であれば良い。
第３の実施例 本実施例は、４つの直方体のブロックからなるロッドレ
ンズアレーを有し、それらブロックがＶ字状に原稿の走
査方向に連続的に設けられる例である。
その構成を第７図に示す。第７図に示すように、本実施
例の固体撮像装置は、原稿４１に対向するように、原稿
４１の面から互い違いの方向の斜めに立ち上がる４つの
ブロック４３．４４．４５゜４６からなるロッドレンズ
アレー４２が設けられ、そのロッドレンズアレー４２の
各ブロック４３〜４６の各上面４７に対向して各ライン
センサー４９．５０，５１．５２が設けられている。
そのロッドレンズアレー４２について説明すると、第８
図に示すように、各ブロック４３〜４６の原稿の走査方
向であるＸ方向のサイズは、ラインセンサー４９〜５２
のサイズに対応したサイズであって、ブロック４３．４
５は図中−Ｙ方向に傾いており、ブロック４４．４６は
図中Ｙ方向に傾いている。各ブロック４３〜４６内のロ
ッドレンズは、Ｘ方向に連続してＸ方向の両端部まで詰
められており、各ブロックの上面４７と底面４日の間を
貫通するように設けられている。ブロック４３．４５の
底面４８で鴎むロッドレンズの一端面は、原稿の一ライ
ンからの光を読むように設けられているが、これらブロ
ック４３．４５とＶ字をなすブロック４４．４６の底面
４８で臨むロッドレンズの一端面も同じ原稿４１の同一
ラインを読み取るように設けられている。
このような構造を有する本実施例の固体撮像装置は、交
互に傾いてｖ字をなすように設けられたロッドレンズア
レー４２により、直線状にラインセンサー４３〜４６を
配することなく、原稿のＸ方向の１ラインをデータを読
み取ることができる。
このため、ラインセンサーの端部のデータの欠落は問題
とならず、製造上も容易に組み立てることが可能となる
。
なお、ブロック数を４つとしたが、ブロック数は２以上
の整数であれば良い。また、Ｖ字をなす角度については
、ラインセンサ−４３〜４６同士が突き当たらない程度
のものであれば特に限定されるものではない。
第４の実施例 本実施例は、凹レンズを用いた固体撮像装置の例である
。
その分解斜視図を第９図に示す。本実施例の固体撮像装
置は、第９図に示すように、各単位長ｕ。
毎のサイズを有し原稿６１の走査方向である図中Ｘ方向
に連続して設けられる４つの凹レンズ６２６３．６４．
６５と、集束性のロッドレンズアレー６６と、直線状に
離間して並べられる４つのラインセンサー６７．６８　
６９．７０を主たる構成要素としている。
凹レンズ６２〜６５は、原稿６１からの光をＸ方向に単
位長ｕ２毎に区切るように連続して設けられており、そ
れぞれＸ方向の光を集束するように上面７１及び底面７
２に曲率を有して、Ｘ方向の厚みが中心部で薄く端部で
厚くなるような形状とされている。凹レンズ６２〜６５
は、Ｙ方向では、全く厚みが変化することがなく、従っ
て、原稿からの光をＸ方向に限り集束する。これら凹レ
ンズ６２〜６５は、ロッドレンズアレー６６の原稿側に
設けられる。
ロッドレンズアレー６６は、原稿６１の幅に応してＸ方
向を長手方向とする細長い直方体の形状を有し、図中Ｘ
方向に光を導く複数のロッドレンズ７５をロッドレンズ
アレー６６の底面７３から上面７４へ貫通するように設
けている。複数のロッドレンズ７５は、Ｘ方向に連続し
て一端側が並ぶにように設けられており、これら口７ド
レンズ７５を介して原稿６１からの光がセンサー側に導
かれる。
ラインセンサー６７〜７０は、Ｘ方向を長平方向として
直線状に設けられ、その受光面側がロッドレンズアレー
６６のロッドレンズ７５の他端側に対向する。各ライン
センサー６７〜７０の間は、離間されており、ラインセ
ンサ−６７〜７０同士が突き当たるようなことはない。
上述の構造を有する本実施例の固体撮像装置は、第１０
図に示すように、各凹レンズ６２〜６５の集束機能によ
って、Ｘ方向の原稿６１からの光を集束させる。このた
め原稿からの光は、凹レンズ６２〜６５をそれぞれ透過
したところで、そのＸ方向の長さがｕ２からＵ、まで集
束され、それがロッドレンズアレー６６を透過してロッ
ドレンズ７５の他端側から射出される。このように長さ
ｕ＝まで集束された原稿の光が各ラインセンサー６７〜
７０に入射して、各ラインセンサー６７〜７０のフォト
ダイオードにより光電変換が行われ、所要の原稿６１に
応じた電気信号が取り出されることになる。
このように本実施例の固体撮像装置では、連続したＸ方
向の１ラインの読み取りが行われるが、ラインセンサー
６７〜７０の配置は、インライン型で良（、特に区切っ
た端部のデータも集束されて、ｉｎ実にラインセンサー
６７〜７０にそれぞれ読み取られるために、センサ一端
部でのデータの欠落は生じない。
なお、本実施例では、ラインセンサー同士が離間するも
のとしているが、凹レンズの集束機能に応じて、データ
の欠落が生じない範囲でラインセンサー同士が当接する
態様であっても良い。
第５の実施例 本実施例は第４の実施例の固体撮像装置の変形例であり
、複数の凹レンズのロッドレンズアレー側が平面状にさ
れる例である。
その構造を第１１図に示す。原稿８１上に、原稿８１か
らの光を走査方向であるＸ方向に単位長毎に区切るよう
に連続した４つの凹レンズ８２〜８５が設けられる。こ
の凹レンズ８２〜８５は、それぞれＸ方向の端部の厚み
が厚くされ且つ中心部の厚みは薄くされて、そのロッド
レンズアレー８６側の上面９１は平板状にされる。
この平板状の上面９１側に配設されるロッドレンズアレ
ー８６は、底面９２が前記上面９１に対向し、原稿８１
の幅に応してＸ方向を長手方向とする細長い直方体の形
状を有している。このロッドレンズアレー８６は、図中
Ｘ方向に光を導く複数のロッドレンズを底面９２から上
面９３へ貫通するように設けている。複数のロッドレン
ズは、Ｘ方向に連続して一端側が並ぶにように設けられ
ており、これらロッドレンズを介して原稿８１からの光
がセンサー側に導かれる。
４つラインセンサー８７〜９０は、それぞれ離間されて
Ｘ方向を長手方向として直線状に設けられ、その受光面
側かロッドレンズアレー８６のロッドレンズの他端側に
対向する。
このような構造の本実施例の固体撮像装置では、第４の
実施例と同様に、各凹レンズ８２〜８５の集束機能によ
って、Ｘ方向の光を集束させ、原稿８１からの１ライン
の光を単位毎に区切ることができる。その単位毎に区切
られた光は、口・ンドレンズアレー８６を透過して該ロ
ッドレンズアレー８６の上面９３に対向する各ラインセ
ンサー８７〜９０に入射する。それらラインセンサー８
７〜９０では、フォトダイオードにより光電変換が行わ
れ、所要の原稿８１に応じた電気信号が取り出されるこ
とになる。
上述のように、本実施例の固体撮像装置では、凹レンズ
８２〜８５によって、原稿からの光がＸ方向で区切られ
て集束されるため、区切った端部のデータを損なうこと
なく、直線状に配列された各ラインセンサー８７〜９０
で原稿からの光を受光することができる。従って、原稿
上の走査ラインのデータを時間的にずれなく得ることが
可能となり、区切られて集束されるため、ラインセンサ
ーの継ぎ目の問題も解決される。また、各凹レンズ８２
〜８５のロッドレンズアレー８６側が平面状であるため
、各凹レンズ８２〜８５とロッドレンズアレー８６の間
では、平面同士を合わせれば良く、その組立精度が向上
する。
第６の実施例 本実施例は第５の実施例の固体撮像装置の変形例であり
、複数の凹レンズの原稿側が平面状にされる例である。
その構造を第１２図に示す。原稿１０１上に、原稿１０
１からの光を走査方向であるＸ方向に単位長毎に区切る
ように連続した４つの凹レンズ１０２〜１０５が設けら
れる。この凹レンズ１０２〜１０５は、第５の実施例の
固体撮像装置とは逆に、原稿側の底面１１１が平板状に
され、各凹しン１０２〜１０５で同一の平面を形成する
。
これら凹レンズ１０２〜１０５の上部には、ロッドレン
ズアレー１０６が形成される。このロッドレンズアレー
１０６は、底面１１２が各凹レンズ１０２〜１０５に対
向し、原稿１０１の幅に応してＸ方向を長平方向とする
細長い直方体の形状を有し、図中Ｘ方向に光を導く複数
のロッドレンズを底面１１２から上面１１３へ貫通する
ように設けている。複数のロッドレンズは、Ｘ方向に連
続して一端側が並ふにように設けられており、これらロ
ッドレンズを介して原稿１０１からの光がセンサー側に
導かれる。
第５の実施例と同様に、４つラインセンサー１０７〜１
１０も、それぞれ離間されてＸ方向を長手方向として直
線状に設けられており、その受光面側がロッドレンズア
レー１０６のロッドレンズの他端側に対向する。
このような構造の本実施例の固体撮像装置では、第５の
実施例と同様に、各凹レンズ１０２〜１０５の集束機能
によって、Ｘ方向の光を集束させ、原稿１０１からの１
ラインの光を単位毎に区切ることができる。その単位毎
に区切られた光は、ロッドレンズアレー１０６を透過し
て各ラインセンサー１０７〜１１０に受光され、光電変
換される。
上述のように、本実施例の固体撮像装置では、凹レンズ
１０２〜１０５によって、原稿からの光がＸ方向で区切
られて集束されるため、区切った端部のデータを損なう
ことなく、直線状に配列された各ラインセンサー１０７
〜１１０で原稿からの光を受光することができる。従っ
て、原稿上の走査ラインのデータを時間的にずれなく得
ることが可能となり、区切られて集束されるため、ライ
ンセンサーの端部の問題も解決される。また、各凹レン
ズ１０２〜１０５の原稿側が平面状であるため、組立上
も取り扱いに便利である。
第７の実施例 本実施例は、凸面鏡により原稿の走査方向であるＸ方向
の光を集束させ、直線状に配置されるラインセンサーに
区分された原稿からの光を受光させる固体撮像装置の例
である。
その構造は、第１３図に示すように、４つの連続的に設
けられる凸面鏡１２２，１２３．１２４１２５と、各凸
面鏡１２２〜１２５からの光を集束させるロッドレンズ
アレー１２６と、光を受光して光電変換を行うための４
つのラインセンサー１２７．１２８．１２９，１３０と
を主に有している。
上記各凸面鏡１２２〜１２５は、原稿１２１からの光を
ロッドレンズアレー１２６の一端面１３１へ反射するも
のであり、且つ原稿の走査方向であるＸ方向の光を集束
させる機能を有する。各凸面鏡１２２〜１２５の形状は
、鏡面の全面が原稿面に対して略４５度の傾きをもって
おり、Ｘ方向の両端部では鏡面が少し外側を向いて開く
ような曲率を有している。各凸面鏡１２２〜１２５は、
Ｘ方向に連続的に並ぶように設けられており、それぞれ
Ｘ方向の端部は互いに接している。
上記ロッドレンズアレー１２６は、上記各凸面鏡１２２
〜１２５と同し高さすなわち該凸面鏡１２２〜１２５の
−Ｙ方向に設けられ、ロッドレンズアレー１２６の一端
面１３１が各凸面鏡１２２〜１２５に向かうように設け
られる。このため略４５度の傾きをもった凸面鏡１２２
〜１２５で反射した原稿１２１からの光は、上記一端面
１３１に臨んでＸ方向に直線状に配されるロッドレンズ
１３３の端部に入射する。このロッドレンズアレー１２
６は、図中−Ｙ方向に光を導くための複数のロッドレン
ズ１３３を有しており、これらロッドレンズ１３３は一
端面１３１から他端面１３２までを貫通するように設け
られる。
このロッドレンズアレー１２６の他端面１３２には、上
記凸面鏡１２２〜１２５に対応して４つのラインセンサ
ー１２７〜１３０が設けられる。
これらラインセンサー１２７〜１３０は、それぞれＸ方
向を長平方向とし、互いに離間されてＸ方向に一直線状
に配列され、その受光面はロッドレンズアレー１２６の
他端面１３２と対向する。従って、ロッドレンズアレー
１２６から射出された光は各ラインセンサー１２７〜１
３０で光電変換されることになる。
次に、第１４図及び第１５図を参照して、原稿からの光
路について説明する。原稿１２１からのＸ方向に沿った
ｌラインの光は、Ｘ方向に進んで各凸面鏡１２２〜１２
５に入射する。ところが、各凸面鏡１２２〜１２５は、
それぞれＸ方向の端部が外側に開くような曲率を有して
いることから、同じライン上の光でも各端部に近い側の
光は、内側に向かって反射されてくる。このため、原稿
１２１の走査ラインの光は、Ｘ方向で４つの単位に区切
られることになり、それぞれ区切られた状態で、ロッド
レンズアレー１２６のロントルレンズ１３３に入射する
。ロッドレンズ１３３に入射した光は、該ロッドレンズ
１３３を透過して、他端面１３２から射出され、各ライ
ンセンサー１２７〜１３０のフォトダイオードに受光さ
れ、そこで光電変換されて電気信号を得ることができる
。
二のような本実施例の固体撮像装置は、各凸面鏡１２２
〜１２５によって、直線状の原稿からの光を単位毎に区
分して、各ラインセンサー１２７〜１３０に受光させる
。従って、単一走査ライン上の時間差のないデータの読
み取りが可能であり、各単位毎に光が集束されているた
めに、ラインセンサーの端部におけるデータの欠落も問
題とならない。
なお、上述の実施例では、凸面鏡やラインセンサーの数
を４としたが、これに限定されるものではない。また、
凸面鏡のＸ方向に垂直な面での取り付は角度を略４５度
としたが、これに限定されず、光源等の配置を考慮して
、他の角度に取り付けることも可能である。
第８の実施例 本実施例は、凸レンズを用いた固体撮像装置の例である
。
その模式的な構造を第１６図に示す。原稿１４１上に一
端１５１が臨んでロッドレンズアレー１４２が設けられ
る。このロッドレンズアレー１４２は、原稿１４１の走
査方向であるＸ方向に複数のロッドレンズを並べた構造
を有しており、Ｘ方向に原稿からの光を透過する。この
ロッドレンズアレー１４２の他端側１５２には、４つの
凸レンズ＋４３．１４４　１４５．１４６が設けられて
いる。各凸レンズ１４３〜１４６の形状は、Ｘ方向での
ｌＩＱ厚が変化するだけで、両端部が薄く、中央部が厚
くされる。Ｚ−Ｘ平面に垂直な方向での厚みの変化はな
い。各凸レンズ１４３〜１４６はＸ方向に４つ直線状に
並べられ、且つ端部同士が連続し、凸レンズ間に空隙は
ない。
このような凸レンズ１４３〜１４６の上記ロッドレンズ
アレー１４２の反対側には、４つのラインセンサー１４
７　１４８，１４９．１５０がそれぞれ長手方向をＸ方
向とし、それぞれ端部の間が離間されて直線状に設けら
れている。各ラインセンサー１４７〜１５０は、上記凸
レンズ１４３〜１４６にそれぞれ対応して配置され、凸
レンズ１４３はラインセンサー！４７に、凸レンズ１４
４はラインセンサー１４８に、凸レンズ１４５はライン
センサー１４９に、凸レンズ１４６はラインセンサー１
５０にそれぞれ対応し、それぞれ凸レンズからの光を受
光する。
上述の構造を有する本実施例の固体撮像装置は、原稿１
４１からの一走査ラインの光が、ロッドレンズアレー１
４２に入射される。そのロッドレンズアレー１４２に入
射した光は、ロッドレンズアレー１４２の他端側１５２
から射出し、各凸レンズ１４３〜１４６に入射する。こ
れら各凸レンズ１４３〜１４６では、光がＸ方向におい
て集束され、凸レンズの端部に入射した光は屈折されて
凸レンズの中央側に曲げられる。この集束ｍ能によって
、原稿１４１からの一走査ラインの光は、各凸レンズ１
４３〜１４６で４つの単位に区切られ、それぞれ対応す
るラインセンサー１４７〜１５０に受光されることにな
る。
このように本実施例の固体撮像装置では、各凸レンズ１
４３〜１４６によって、原稿１４１の一走査ラインの光
が区分され、それぞれ対応するラインセンサー１４７〜
１５０に受光されることになる。従って、受光される光
は、単一の走査ラインのものであり、ズーム等にも好適
な電気信号が得られることになる。また、凸レンズ１４
３〜１４６によって、光が集束されるため、凸レンズの
端部の光は、各ラインセンサーの範囲内に収まることに
なり、端部のデータの欠落は防止されることになる。
なお、第１６図中、両凸レンズを示したが、片面が平ら
な凸レンズであっても良い。また、原稿からの光を区分
する数は、４つに限定されない。
第９の実施例 本実施例は、透明板を用いて千鳥状に配置されるライン
センサーに、原稿からの一直線状の光を受光させる例で
ある。
本実施例の固体撮像装置の基本的な構造は、第１７図に
示すように、原稿１６１の走査方向である図中Ｘ方向を
長手方向とした略直方体形状のロア１ルンズアレー１６
２と、ロッドレンズアレ−１６２がらの光の光路を分け
る機能を有する４枚の透明板１６６．１６７．１６８，
１６９と、それら各透明板に対応した４つのラインセン
サー１７０．１７１，１７２．１７３を有している。
上記ロッドレンズアレー１６２は、底面１６３から上面
１６４を貫通するように複数のロッドレンズ１６５が設
けられており、これらロッドレンズ１６５の光軸方向は
原稿１６１に対して垂直な図中Ｘ方向とされる。各ロッ
ドレンズ１６５は、原稿の走査方向であるＸ方向に直線
状に並べられ、原稿１６１の成る直線の光を透過させる
。
このようなロッドレンズアレー１６２の上面１６４側に
は、Ｘ方向を長手方向とする長方形の４枚の透明板１６
６〜１６９が設けられており、１つおきの透明板１６６
．１６８は図中Ｙ方向に上面が傾いた傾斜を有し、透明
板１６７．１６９は図中−Ｙ方向に上面が傾いた傾斜を
有している。
各透明板１６６〜１６９同士の間は、離間されることな
く当接されており、従って、原稿の走査ラインの全ての
光が透明板１６６〜１６９に必ず人射する。これらの透
明板１６６〜１６９は、例えばガラス板のような材料で
構成され、後述するように、所要の屈折率を有して、透
明板の上面及び下面で光を屈折させる。
これら４枚の透明板１６６〜１６９に対応した設けられ
る４つのラインセンサー１７０〜１７３は、それぞれ受
光面が下向きの透明板１６６〜１６９側とされる。これ
らラインセンサー１７０〜１７３の長手方向は、原稿の
走査方向であるＸ方向である。ラインセンサー１７０〜
１７３は、千鳥状に配列される。すなわち、ラインセン
サー１７０．１７２は、原稿の走査ライン上よりもＹ方
向に偏って設けられ、ラインセンサー１７１．１７３は
原稿の走査ライン上よりも−Ｙ方向に偏って設けられる
。各ラインセンサー１７０〜１７３の端部は、Ｘ方向で
重なり合っており、その位置関係は、第２図で説明した
ものと同しである。このように各ラインセンサー１７０
〜１７３を千鳥状に配列することで、上記透明板１６６
〜１６９によって単位毎に振り分けた光を受光すること
ができ、しかも区分した光の端部の欠落なく電気信号を
得ることができる。
次に、第１８図と第１９図を参照しながら、それぞれ異
なる角度の透明板での光路について説明する。
まず、第１８図に示すように、透明板１６６の単位では
、原稿１６１からの光がＸ方向に進み、そのままロッド
レンズアレー１６２のロッドレンズ１６５に導かれて、
ロッドレンズアレー１６２の上面１６４より射出する。
その射出した光は、上面１７５がＹ方向に傾いた透明板
１６６に入射し、その底面１７４及び上面１７５で屈折
されて、結局Ｙ方向に光路がずれて射出される。そして
、Ｙ方向にずれたままＸ方向に光が進みラインセンサー
１７０に受光される。
また、第１９図に示すように、透明板１６７の単位では
、同様に、原稿１６１からの光がＸ方向に進み、そのま
まロッドレンズアレー１６２のロッドレンズ１６５に導
かれて、ロッドレンズアレー１６２の上面１６４より射
出する。ところが、その射出した光は、上面１７５が−
Ｙ力方向傾いた透明板１６７に入射し、その底面１７４
及び上面１７５で屈折されて、結局−Ｙ方向に光路がず
れて射出される。そして、−Ｙ方向にずれたままＸ方向
に光が進みラインセンサー１７１に受光される。
このように本実施例の固体撮像装置では、透明板１６６
〜１６９によって光が単位毎に屈折されるため、ライン
センサー１７０〜１７３は直線状ではなく千鳥状に配列
されることになる。このため、各ラインセンサーの端部
のデータが欠落するようなことはなく、各ラインセンサ
ーに受光される光は、当初原稿の単一走査ライン上のも
のであるから、縮小・拡大時の信号処理も複雑化するこ
となく行うことが可能となる。
なお、透明板の取り付ける角度は、屈折が生してライン
センサーの端部同士が突き当たらないような角度であれ
ば良く、単位毎の光の振り分ける方向の２方向に限定さ
れない。また、上記実施例では、単位数を４つとしたが
、これに限定されず、２以上の整数であれば良い。
第１０の実施例 本実施例は、ロッドレンズアレーのロッドレンズを屈曲
させる例であり、そのロッドレンズアレーを用いて光の
原稿の走査方向であるＸ方向の集束を行う例である。
本実施例の固体撮像装置の概略構造を第２０図に示す。
本実施例は、第２０図に示すように、原稿１８１上に、
原稿の走査方向であるＸ方向を長手方向としたロッドレ
ンズアレー１８２が設けられる。このロッドレンズアレ
ー１８２は、底面１８４ｐＪで各ロッドレンズ１８３が
Ｘ方向に連続した各端部を有して原稿に臨む。このロッ
ドレンズ１８３の端部は、図示を省略するが、Ｘ方向に
直線状に並ぶ。これらロッドレンズ１８３はロッドレン
ズアレー１８２の基体内で単位毎にまとめられるように
屈曲される。すなわち、ロッドレンズアレー１８２の底
面１８４で幅ｕ４の拡がりを有していた各ロッドレンズ
１８３は、上面１８５で輻Ｕ、にまとめられて集束され
ることになる。本実施例の固体撮像装置では、４つの単
位にロッドレンズ１８３が集束される。なお、この上面
１８５でもロッドレンズ１８３の端部はＸ方向に直線状
に並ぶ。
このようなＸ方向でロッドレンズ１８３を単位毎に集束
させたロッドレンズアレー１８２上には、４つのライン
センサー１８６，１８７．１８８゜１８９が設けられる
。これらラインセンサー１８６〜１８９は、Ｘ方向に離
間されて並んで設けられ、ロッドレンズアレー１８２で
幅Ｕ、に集束された単位毎の光を受光する。
次に、原稿からの光の光路について説明すると、原稿１
８１からＸ方向に進んだ光はロッドレンズアレー１８２
の底面１８４に臨んだロッドレンズ１８３の端部に入射
し、屈曲したロッドレンズ１８３に沿って４つの単位毎
に幅Ｕ、から幅Ｕ、に集束される。そして、ロッドレン
ズアレー１８２の上面１８５から集束されて幅Ｕ、とさ
れた光を各ラインセンサー１８６〜１８９で受光して、
電気信号を得る。
この場合に、本実施例の固体撮像装置では、屈曲したロ
ッドレンズ１８３によって、Ｘ方向のデータが欠落する
ことなく、ラインセンサー１８６〜１８９に受光される
ことになり、継ぎ目の問題は生しない。また、集束され
る光は原稿１８１の単一走査線上のものであり、時間的
なずれを含まないこととなり、縮小・拡大時の信号処理
も簡素化されることになる。
なお、本実施例では、４つの単位に分けて光を集束させ
たが、４つに限定されるものではない。
また、Ｘ方向に光を集束させると共にＸ−Ｙ平面に垂直
な方向な成分を有するように光路を単位毎に振り分ける
ようにしても良い。
〔発明の効果〕。
本発明の固体撮像装置は、その走査方向に連続した直線
状のデータを読み取るが、屈曲したロッドレンズや、凹
レンズ、凸面鏡、凸レンズ等の集束手段、或いは透明板
等によって、原稿からの光が単位毎に分割され、直線状
或いは千鳥状に並んだ各ラインセンサーに分割された光
が入射する。
このため、ラインセンサー同士を端部のデータの欠落無
しに配置することができ、原稿からの単一の走査線上の
データの読み取りが可能となる。従って、読み取られる
データは、時間的なずれのなく且つ信号処理が容易なも
のとなり、また、ラインセンサー同士の継ぎ目の問題も
解決される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の固体撮像装置の第１の実施例の分解斜
視図、第２図はその第１の実施例の平面図、第３図は第
１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った上記第１の実施例の断
面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線に沿った上記第１
の実施例の断面図、第５図は本発明の固体撮像装置の第
２の実施例の斜視図、第６図は上記第２の実施例の側面
図、第７図は本発明の固体撮像装置の第３の実施例の斜
視図、第８図は上記第３の実施例の側面図、第９図は本
発明の固体撮像装置の第４の実施例の斜視図、第１０図
は第４の実施例の模式的な側面図、第１１図は本発明の
固体撮像装置の第５の実施例の模式的な側面図、第１２
図は本発明の固体撮像装置の第６の実施例の模式的な側
面図、第１３図は本発明の固体撮像装置の第７の実施例
の斜視図、第１４図は第１３図のＸＩＶ−χＮ線に沿っ
た断面図、第１５図は上記第７の実施例の一単位分の光
路を説明するための平面図、第１６図は本発明の固体撮
像装置の第８の実施例の模式的な側面図、第１７図は本
発明の固体撮像装置の第９の実施例の斜視図、第１８図
は第１７図のＸ■−Ｘ■線に沿った断面図、第１９図は
第１７図のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図、第２０図
は本発明の固体撮像装置の第１０の実施例の模式的な側
面図である。 １、　２１．　４１．　６１．　８１．　１０１　　１
２１１４１．１６１．１８＋・・・原稿 ２．２２．４２．６６．８６．　１０６．　１２６１４
２．１６２，１８２・・・ロッドレンズアレー３〜６，
２９〜３２．４９〜５２．６７〜７゜８７〜９０　　１
０７〜１１０．　１２７〜１３０゜１４７〜１５０．　
１７０〜１７３．　１８６〜１８９・・・ラインセンサ
ー ６２〜６５８２〜８５　１０２〜１０５・・・凹レンズ １２２〜１２５・・・凸面鏡 １４３〜１４６・・・凸レンズ １６６〜１６９・・・透明板 ８．７５．１３３，１６５，１８３・・・ロッドレンズ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）千鳥状に配される原稿の走査方向を長手方向とし
    た複数のラインセンサーと、原稿側では略直線状にロッ
    ドレンズの一端部が並び且つセンサー側では上記各ライ
    ンセンサーに対応して千鳥状にロッドレンズの他端部が
    並ぶように各ロッドレンズが屈曲されたロッドレンズア
    レーを有する固体撮像装置。
  2. （２）原稿の走査方向を複数の単位に区切り原稿からの
    光を各単位毎に該走査方向に集束させる複数の凹レンズ
    と、原稿の走査方向に略直線状にロッドレンズの一端側
    が配列されるロッドレンズアレーと、上記ロッドレンズ
    の他端側に略直線状に原稿の走査方向を長手方向として
    配列される複数のラインセンサーを有する固体撮像装置
    。
  3. （３）原稿の走査方向を複数の単位に区切り原稿からの
    光を各単位毎に該走査方向に集束させる複数の凸面鏡と
    、原稿の走査方向に略直線状にロッドレンズの一端側が
    配列されるロッドレンズアレーと、上記ロッドレンズの
    他端側に略直線状に原稿の走査方向を長手方向として配
    列される複数のラインセンサーとを有する固体撮像装置
    。
  4. （４）原稿に一端が臨むロッドレンズアレーと、該ロッ
    ドレンズアレーの他端側に設けられ原稿の走査方向を複
    数の単位に区切り該ロッドレンズアレーからの光を各単
    位毎に該走査方向に集束させる複数の凸レンズと、それ
    ら凸レンズからの光をそれぞれ受光するように略直線状
    に原稿の走査方向を長手方向として設けられるラインセ
    ンサーとを有する固体撮像装置。
  5. （５）原稿に一端が臨むロッドレンズアレーと、該ロッ
    ドレンズアレーの他端側に設けられ原稿の走査方向を複
    数に区切った単位毎に異なる角度で設けられる複数の透
    明板と、それら透明板からの光に対応して千鳥状に配さ
    れる原稿の走査方向を長手方向とした複数のラインセン
    サーとを有する固体撮像装置。
  6. （６）略直線状に原稿の走査方向を長手方向として配列
    される複数のラインセンサーと、原稿の走査方向を複数
    の単位に区切り原稿からの光を各単位毎に該走査方向に
    集束させるように各ロッドレンズが屈曲されるロッドレ
    ンズアレーを有する固体撮像装置。
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